15 Esimerkkejä sähkömagneettisovelluksista

Sähkömagnetismin sovellukset

 sähkömagneetti on sivuliike fyysinen joka lähestyy yhdistävästä teoriasta sekä sähkön että magnetismin kenttiä muotoilla yksi maailmankaikkeuden neljästä tähän mennessä tunnetusta perusvoimasta: sähkömagneetti. Muut perusvoimat (tai perusvaikutukset) ovat painovoima ja vahvat ja heikot ydinvuorovaikutukset.

Sähkömagneettisuus on kenttäteoria, joka perustuu fyysisiin suuruuksiin vektori tai tensori, jotka riippuvat sijainnista tilassa ja ajassa. Se perustuu neljään vektori-differentiaaliyhtälöön (jonka on muotoillut Michael Faraday ja jonka James Clerk Maxwell on kehittänyt ensimmäisen kerran, minkä vuoksi heidät kastettiin Maxwellin yhtälöt), jotka mahdollistavat sähkö- ja magneettikenttien sekä sähkövirran, sähköpolarisaation ja magneettipolarisaation yhteisen tutkimuksen.

Toisaalta sähkömagneettisuus on makroskooppinen teoria. Tämä tarkoittaa, että se tutkii suuria sähkömagneettisia ilmiöitä, jotka soveltuvat suurelle määrälle hiukkasia ja huomattavia etäisyyksiä, koska atomi- ja molekyylitasolla se antaa tien toiselle tieteenalalle, joka tunnetaan nimellä mekaniikka kvantti.

Silti 1900-luvun kvanttivallankumouksen jälkeen etsittiin sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kvanttiteoriaa, mikä sai aikaan kvanttielektrodynamiikkaa.

Sähkömagnetismin sovellusalueet

Tämä fysiikan ala on ollut avain lukuisien tieteenalojen ja tekniikoita, erityisesti tekniikka ja elektroniikka, sekä sähkön varastointi ja jopa käyttö terveyden, ilmailun tai kaupunkirakentamisen aloilla.

Niin kutsuttu toinen teollinen vallankumous tai teknologinen vallankumous ei olisi ollut mahdollista ilman sähkön ja sähkömagneettisuuden valloitusta.

Esimerkkejä sähkömagnetismin sovelluksista

1. Leimat. Näiden jokapäiväisten laitteiden mekanismiin kuuluu sähkövarauksen kiertäminen sähkömagneetin läpi, jonka magneettikenttä houkuttelee vasaraa. pieni metalli kelloa kohti, keskeyttäen piirin ja sallimalla sen uudelleenkäynnistyksen, joten vasara iskee sitä toistuvasti ja tuottaa ääni se kiinnittää huomiomme.
2. Magneettiset jousitusjunat. Sen sijaan, että se rullaisi kiskoilla kuten tavanomaiset junat, tämä huipputeknologinen junamalli pidetään magneettisessa levitaatiossa osaansa asennettujen voimakkaiden sähkömagneettien ansiosta alempi. Siten magneettien ja metalli- korin, jolla juna kiertää, ylläpitää ajoneuvon painon ilmassa.
3. Sähkömuuntajat. Muuntaja, ne sylinterimäiset laitteet, joita joissakin maissa näemme sähkölinjoissa, palvelevat vaihtovirran jännitteen säätämistä (lisäämistä tai pienentämistä). He tekevät tämän kelan kautta, jotka on järjestetty rautasydämen ympärille, jonka sähkömagneettiset kentät mahdollistavat lähtevän virran voimakkuuden moduloinnin.
4. Sähkömoottorit. Sähkömoottorit ovat sähkökoneita, jotka pyörivät akselin ympäri ja muuttuvat Sähkövoima mekaanisessa energiassa. Tämä energia tuottaa matkapuhelimen liikkeen. Sen toiminta perustuu sähkömagneettisiin vetovoiman ja työntövoimiin magneetin ja kelan välillä, jonka läpi sähkövirta kiertää.
5. Dynamos. Näitä laitteita käytetään hyödyntämään ajoneuvon pyörien pyörimistä, kuten a auto, kiertää magneettia ja tuottaa magneettikenttä, joka syöttää vaihtovirtaa kelat.
6. Puhelin. Tämän jokapäiväisen laitteen taika ei ole mikään muu kuin kyky muuntaa ääniaallot (kuten ääni) sähkömagneettisen kentän modulaatioiksi, jotka voivat lähetetään aluksi kaapelilla vastaanottimeen toisessa päässä, joka kykenee valamaan prosessin ja palauttamaan sisältämät ääniaallot sähkömagneettisesti.
7. Mikroaaltouunit. Nämä laitteet toimivat sähkömagneettisten aaltojen muodostumisesta ja keskittymisestä elintarvikkeisiin. Nämä aallot ovat samanlaisia ​​kuin aalloissa viestintä radiolla, mutta suurella taajuudella, joka pyörittää ruoan diplodeja (magneettisia hiukkasia) erittäin suurilla nopeuksilla, kun ne yrittävät kohdistaa itsensä syntyvään magneettikenttään. Tämä liike on se, mikä tuottaa kuuma.
8. Magneettikuvaus (MRI). Tämä sähkömagneettisen lääketieteellisen sovelluksen käyttö on ollut ennennäkemätöntä edistystä terveydelle, koska se mahdollistaa ei-invasiivisen tutkimuksen elävät olennot, sen sisältämien vetyatomien sähkömagneettisesta manipuloinnista kentän tuottamiseksi erikoistuneiden tietokoneiden tulkittavissa.
9. Mikrofonit Nämä nykyään niin yleiset laitteet toimivat sähkömagneetin houkuttaman kalvon ansiosta, jonka herkkyys ääniaallolle sallii niiden muuntamisen sähköiseksi signaaliksi. Tämä voidaan sitten lähettää ja purkaa etänä tai jopa tallentaa ja toistaa myöhemmin.
10. Massaspektrometrit. Se on laite, jonka avulla tiettyjen kemiallisten yhdisteiden koostumusta voidaan analysoida erittäin tarkasti niiden magneettisen erotuksen perusteella atomeja jotka säveltävät ne ionisoinnin ja lukemisen avulla erikoistuneella tietokoneella.
11. Oskilloskoopit. Elektroniset instrumentit, joiden tarkoituksena on graafisesti edustaa ajassa vaihtelevia, tietystä lähteestä tulevia sähköisiä signaaleja. Tätä varten he käyttävät näytön koordinaattiakselia, jonka viivat ovat määritetyn sähköisen signaalin jännitteiden mittaustulos. Niitä käytetään lääketieteessä sydämen, aivojen tai muiden elinten toimintojen mittaamiseen.
12. Magneettikortit. Tämä tekniikka sallii luotto- tai maksukorttien olemassaolon, joissa on magneettinauha polarisoituna määrätyllä tavalla, salaamaan informaatio hiukkasten suunnan perusteella ferromagneettinen. Lisäämällä niihin tietoa ilmoitetut laitteet polarisoivat mainitut hiukkaset tietyllä tavalla, jotta mainittu järjestys voidaan sitten "lukea" tiedon hakemiseksi.
13. Digitaalinen tallennus magneettinauhoille. Keskeinen tietojenkäsittelyn ja tietokoneiden maailmassa, sen avulla voidaan tallentaa suuria määriä tietoa magneettilevyt, joiden hiukkaset ovat tietyllä tavalla polarisoidut ja järjestelmän tulkittavissa tietokoneistettu. Nämä levyt voivat olla irrotettavia, kuten kynäasemat tai nyt käytöstä poistetut levykkeet, tai ne voivat olla pysyviä ja monimutkaisempia, kuten kiintolevyt.
14. Magneettiset rummut. Tämä 1950- ja 1960-luvuilla suosittu tietovarastomalli oli yksi ensimmäisistä magneettisen tallennuksen muodoista. Se on ontto metallisylinteri, joka pyörii suurilla nopeuksilla materiaalin ympäröimänä magneettinen (rautaoksidi), jossa tiedot tulostetaan polarisointijärjestelmän avulla koodattu. Toisin kuin levyillä, sillä ei ollut lukupäätä ja se antoi sille tietyn ketteryyden tiedonhakuun.
15. Polkupyörän valot. Polkupyörien etuosaan rakennetut valot, jotka syttyvät liikkumisen aikana, toimivat kääntämällä pyörä, johon magneetti on kiinnitetty, jonka pyöriminen tuottaa magneettikentän ja siten vaatimattoman sähkön lähteen vuorotellen. Tämä sähkövaraus johdetaan sitten lamppuun ja muuttuu valoksi.